JPH027506B2 - - Google Patents

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JPH027506B2
JPH027506B2 JP59007016A JP701684A JPH027506B2 JP H027506 B2 JPH027506 B2 JP H027506B2 JP 59007016 A JP59007016 A JP 59007016A JP 701684 A JP701684 A JP 701684A JP H027506 B2 JPH027506 B2 JP H027506B2
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JP
Japan
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scanning
electron beam
objective lens
coil
image
Prior art date
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Expired
Application number
JP59007016A
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English (en)
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JPS60151946A (ja
Inventor
Shigetomo Yamazaki
Takashi Kimura
Junichi Tsukajima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Akashi Seisakusho KK
Original Assignee
Akashi Seisakusho KK
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Publication date
Application filed by Akashi Seisakusho KK filed Critical Akashi Seisakusho KK
Priority to JP59007016A priority Critical patent/JPS60151946A/ja
Publication of JPS60151946A publication Critical patent/JPS60151946A/ja
Publication of JPH027506B2 publication Critical patent/JPH027506B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、走査型電子顕微鏡等の走査型電子
線装置に係り、特に電子線を対物レンズの電子光
学軸に入射させるための調整が容易にできる電子
線装置に関する。
一般に走査型電子顕微鏡等の走査型電子線装置
にあつては、走査コイルで走査された電子線が正
確に対物レンズの電子光学軸に入射しないと、こ
の対物レンズの球面収差の影響で、得られる像の
分解能が低下してしまう等の不具合が発生する。
しかし従来の走査型電子顕微鏡にあつては、この
電子光学軸の軸合せは、電子光学系の機械精度に
依存させ、検鏡前に軸合せの調整を行ない、検鏡
中の調整は行なわれていなかつた。
しかし、近年のように強励磁界や強励電界の対
物レンズが使用される場合には、電子線の対物レ
ンズへの入射位置が対物レンズの電子光学軸と僅
かでもずれていれば、この対物レンズの強い球面
収差の影響で、得られる像は著しく分解能が低下
したものとなる。そこで、これに対処するため、
第1図に示すように、対物レンズ1と走査コイル
2との間にアライメントコイル3を配設して、こ
のアライメントコイル3の横軸(x軸)方向、及
び縦軸(y軸)方向のコイルに流す電流IAx,
IAyの大きさを調節することで対物レンズ1の電
子光学軸に電子線Eが入射するようにして上記分
解能の低下を防止するようにしている。なお、図
中符号4はアライメントコイル駆動回路、5は走
査コイル2とCRTデイスプレイ6の偏向ヨーク
7を駆動する走査信号発生回路、8は対物レンズ
を駆動する対物レンズ駆動回路、9は試料10か
らの二次電子線eを検出する検出器、11はこの
検出器9で検出した信号をCRTデイスプレイ6
上で画像とするための画像処理回路を示す。
これらの構成を有する走査型電子顕微鏡におい
て電子線Eを対物レンズ1の電子光学軸に入射す
るように調整するには、この対物レンズ1の励磁
力を手動又は自動的に周期的に変化させて焦点距
離を変え、その時の像の動きが最小になるよう
に、または、像の回転移動の回転中心がCRTデ
イスプレイ6に表示される画面の中心に位置する
ようにアライメントコイル3に流す電流IAx,
IAyを調節することによつて行なう。
しかしながら、係る従来の走査型電子顕微鏡に
あつては、上記像の回転中心が見にくかつたり、
画像の倍率が高い場合には上記回転中心が画像上
には存在しない場合があり、上記アライメントコ
イル3の補正方向が不明瞭な場合があるという不
具合があつた。
この発明は、係る不具合に鑑みなされたもので
あつて、その目的とするところは、対物レンズの
軸合せを容易に行なうことができる走査型電子線
装置を提供することにある。
そしてこの目的は、走査コイルと、対物レンズ
と、この対物レンズの電子光学軸に走査電子線を
入射するよう該電子線の入射方向を調整するアラ
イメントコイルとを有する走査型電子線装置のア
ライメントコイルに上記走査コイルの走査信号と
同期した偏向信号を調節時に入力できるようにし
た走査型電子線装置で達成される。
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。
第2図は、走査型電子顕微鏡の一実施例を示す
ブロツク図である。本実施例に係る走査型電子顕
微鏡において、電子光学系は、上述した従来の走
査型電子顕微鏡と同様に、電子線Eを発する電子
線源(図示していない)と、この電子線Eを最初
に集束するコンデンサレンズ(図示していない)
と、この集束された電子線Eを所定方向に走査す
る走査コイル25と、電子線Eを試料20上に最
終的に集束させる対物レンズ24と、この対物レ
ンズ24と走査コイル25との間に配設されるア
ライメントコイル21と、電子線Eが照射された
試料20から発せられる二次電子eを検出するた
めに、対物レンズ24の上方及び下方に配設され
た2個の検出器26,26とからなる。
走査コイル25は、走査コイル駆動回路27で
駆動されて、上記電子線源から照射される電子線
Eが試料20の所定個所を走査して照射するよう
に二方向(x軸方向及びy軸方向)に偏向させ
る。そして、この走査コイル駆動回路27には、
鋸波発生器29で発生した鋸波と、高圧信号発生
回路38から上記電子線源に加えられる電圧の値
の平方根に比例した電圧とが加えられている。図
中符号28は、倍率切換回路で、上記走査コイル
25からの電子線が試料20上を走査する範囲を
設定するため、前述の走査コイル駆動回路27か
らの信号を基準抵抗Rx,Ryを介して接地させて
おき、この基準抵抗Rx,Ryの所望の中間端子間
を短絡することによつて抵抗値を変化させ、走査
コイル25に流す電流Ix,Iyを変更して倍率を切
換えるものである。
アライメントコイル21は、アライメントコイ
ル駆動回路22で駆動される。このアライメント
コイル駆動回路22は、前記高圧信号発生回路3
8からアライメント調節抵抗Rvx,Rvyの可変端
子を経て得られる電圧と、前述の倍率切換回路2
8の基準抵抗Rx,Ryの最低倍率端子から増幅器
39及びスイツチSix,Siyを介して得られる電
圧とが、加算器23で加算されて入力され、アラ
イメントコイル21を駆動するための信号IAx,
IAyを発生する。
対物レンズ24は、対物レンズ駆動回路33で
駆動され、この対物レンズ駆動回路33には、対
物レンズ24に加える電流を周期的に変化させる
ウオーブラー回路34がスイツチS2を介して接
続されている。
二次電子を検出する2個の検出器26,26に
は、この上下2個の検出器26,26の信号を加
え合せる加算器35を介してイメージ増幅器36
が接続され、この出力がCRTデイスプレイ30
に送られる。このCRTデイスプレイ30の偏向
ヨーク32には、上記走査コイル駆動回路27に
入力される鋸波と同じ信号がCRT偏向回路31
を通して入力され、電子線Eの走査と同期した試
料20の二次電子線像が表示される。また、上記
イメージ増幅器36には、上記鋸波発生器29か
らの信号でCRTデイスプレイ30上の像の略中
央部で交差する輝度変調された十字線を描く信号
を発するコンパレータ回路37がスイツチS1を
介して接続されている。
この走査型電子顕微鏡において、電子線Eを対
物レンズの電子光学軸に正確に入射させるには、
まずスイツチSix,SiyとスイツチS1とをオン状
態とする。すると、CRTデイスプレイ30には、
第3図に示すように、試料の像の一部分だけが鮮
明に表示され、他の部分は対物レンズの球面収差
の影響を受け不鮮明に表示されるのに加え、輝度
変調された十字線が表示される。次に、アライメ
ント調整抵抗Rvx,Rvyを調整して、この像の鮮
明部分を第4図に示すように上記十字線の交差上
に移動させてスイツチSix,SiyとスイツチS1
をオフ状態にする。すると対物レンズ24の電子
光学軸に電子線Eが入射して、CRTデイスプレ
イ30上には全面にわたり鮮明な像が得られる。
これは、走査コイルに入力され、連続的に変化
する走査信号を倍率調整回路28から取り出し、
アライメントコイル駆動回路22を介してアライ
メントコイル21に入力しているから、試料の各
点に照射される電子線は、すべて連続的に異なつ
た対物レンズ24の電子光学軸に対するずれ量を
有することとなり、必ずいずれか一点は対物レン
ズ24の電子光学軸に対してずれ量が0となつて
いる点が存在し、この点を基準として全体の補正
を行なつたからである。
即ち、CRTデイスプレイ30の画像上におい
て、上記十字線の交点を原点0とし、横線をx
軸、縦線をy軸とするx−y平面上の点をP(x,
y)としてこの点P(x,y)に対応する電子線
の対物レンズ24への入射位置を、電子光学軸を
原点とし、x−y軸と同方向にX−Y軸をとり、
入射地点の位置を表示して、D(X,Y)とする
とき、調整前においては、x−y平面のすべての
点P(x,y)に対応する電子線の対物レンズ2
4への入射位置は一定の個所でD(X1,Y1)と表
示できる。
ここで、走査信号をアライメントコイル21へ
アライメントコイル駆動回路22を介して流す
と、この鋸歯状波の信号により、x−y平面上の
各点P(x,y)に対応する電子線の入射位置は、
D(X1+C1x,Y1+C2y)となる。なおC1及びC2
は定数で増幅器39の利得等で必要に応じて定め
られる。
ここでCRTデイスプレイ30上の点のP(−
X1/C1,−Y1/C2)に対応する電子線の入射位
置は、D(0,0)となり対物レンズの電子光学
軸と一致する。従つて、CRTデイスプレイ30
上の点P(−X1/C1,−Y1/C2)の付近は鮮明な
像となり、他の点P(x,y)に対応する電子線
はD(X1+C1x,Y1+C2y)に入射して対物レン
ズの球面収差の影響で不鮮明な像となる。
次にこの不鮮明に表示された個所P(−X1
C1,−Y1/C2)に表示された像を十字線の交点即
ち原点0に移動するのであるが、原点0において
は上記D(X,Y)におけるC1x,C2yの成分は共
に0であり、(x,yが0であるから)、アライメ
ント調整抵抗Rvx,Rvyを調整して上記像を原点
に移動すれば0においては、 D(X1+C1x,Y1+C2y)=D(0,0) となる。ここでC1x=C2y=0であるからX1=0,
Y1=0となり、原点以外の点P(x,y)におい
てもX1,Y1成分は消え、入射位置はD(C1x,
C2y)となる。更にスイツチSiy,Siyをオフ状態
とすればアライメントコイル21には走査信号は
入力されず、このC1x,C2yの成分は共に消滅し、
すべての点P(x,y)に対応する電子線はD
(0,0)、即ち対物レンズ24の電子光学軸に入
射することになり、この調整は終了し、CRTデ
イスプレイ30には、全面が対物レンズの球面収
差の影響を受けない鮮明な像を得ることができ
る。
なお、本実施例においては、アライメントコイ
ル駆動回路には、走査信号を入力したが、他の回
路によつて発生される同様の信号であつてもよ
い。
また本実施例においては、CRTデイスプレイ
上の十字線を固定して像を移動することで調整を
行なつたが、第5図及び第6図に示すように、
CRTデイスプレイ上の十字線を固定せず、アラ
イメント調整抵抗Rvx,Rvyの電圧信号に応じて
十字線を画像の鮮明な部分に移動させることによ
つて調整を行なつてもよい。更に本実施例におい
てはアライメントコイルの位置は対物レンズと走
査コイルとの間にある場合について説明したが、
アライメントコイルの位置は必ずしもこれに限ら
れず、操作コイルの上方、あるいは操作コイルと
同じ位置であつても本発明は同様に適用される。
以上説明したように、本発明にあつては、走査
型電子線装置のアライメントコイルに走査信号と
同期した偏向信号を調節時に入力できるようにし
たから、従来の走査型電子線装置の電子光学系
は、改造することなく電気的な回路を付加するだ
けで従来のように像の回転運動等に基づいてアラ
イメントコイルを調節するのではなく、CRTデ
イスプレイ上に鮮明に現れる像に基づいてアライ
メントコイルを調節して電子線を対物レンズの電
子光学軸に入射させることができるので、上記ア
ライメントコイルの調節が極めて容易に行うこと
ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の走査型電子顕微鏡を示すブロツ
ク図、第2図は本発明の実施例に係る走査型電子
顕微鏡を示すブロツク図、第3図乃至第6図は本
発明に係る走査型電子線装置のCRTデイスプレ
イの表示を示す図である。 20…試料、21…アライメントコイル、24
…対物レンズ、25…走査コイル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 走査コイルと、対物レンズと、この対物レン
    ズの電子光学軸に走査電子線を入射するよう該電
    子線の入射方向を調節するアライメントコイルと
    を有する走査型電子線装置において、上記アライ
    メントコイルに上記走査コイルの走査信号と同期
    した偏向信号を調節時に入力できるようにしたこ
    とを特徴とする走査型電子線装置。
JP59007016A 1984-01-20 1984-01-20 走査型電子線装置 Granted JPS60151946A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59007016A JPS60151946A (ja) 1984-01-20 1984-01-20 走査型電子線装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP59007016A JPS60151946A (ja) 1984-01-20 1984-01-20 走査型電子線装置

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Publication Number Publication Date
JPS60151946A JPS60151946A (ja) 1985-08-10
JPH027506B2 true JPH027506B2 (ja) 1990-02-19

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JP59007016A Granted JPS60151946A (ja) 1984-01-20 1984-01-20 走査型電子線装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2647949B2 (ja) * 1989-02-17 1997-08-27 日本電子株式会社 走査型電子顕微鏡のアライメント装置
JPH11250850A (ja) 1998-03-02 1999-09-17 Hitachi Ltd 走査電子顕微鏡及び顕微方法並びに対話型入力装置

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JPS60151946A (ja) 1985-08-10

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